Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wysokorozdzielczy konwerter czasowo-cyfrowy z próbkowaniem impulsu

Szplet R., Jarzyński S.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 8

642--644

PL

W artykule opisane są projekt i wyniki badań konwertera czasowo-cyfrowego o rozdzielczości 9 ps i niepewności pomiarowej nie przekraczającej 31 ps. Konwerter został zrealizowany w układzie programowalnym Cyclone firmy Altera. Do konwersji czasowo-cyfrowej użyto nowatorskiej metody, w której informacja o mierzonym odcinku czasu zawarta jest w szerokości impulsu, propagującego się wielokrotnie w zamkniętej pętli opóźniającej i próbkowanego z użyciem wielofazowego zegara o wysokiej częstotliwości. Sterowanie procesem pomiarowym oraz obliczanie i przetwarzanie wyników pomiarów odbywa się z wykorzystaniem dedykowanego interfejsu użytkownika opracowanego w języku C++.W artykule opisane są projekt i wyniki badań konwertera czasowo-cyfrowego o rozdzielczości 9 ps i niepewności pomiarowej nie przekraczającej 31 ps. Konwerter został zrealizowany w układzie programowalnym Cyclone firmy Altera. Do konwersji czasowo-cyfrowej użyto nowatorskiej metody, w której informacja o mierzonym odcinku czasu zawarta jest w szerokości impulsu, propagującego się wielokrotnie w zamkniętej pętli opóźniającej i próbkowanego z użyciem wielofazowego zegara o wysokiej częstotliwości. Sterowanie procesem pomiarowym oraz obliczanie i przetwarzanie wyników pomiarów odbywa się z wykorzystaniem dedykowanego interfejsu użytkownika opracowanego w języku C++.

EN

The paper describes the design and test results of a time-to-digital converter with 9 ps resolution and measurement uncertainty below 31 ps. The converter has been implemented in a programmable device Cyclone manufactured by Altera. The time-to-digital conversion is based on sampling of a periodic square signal. Information about the measured time interval is contained in the width of a pulse that circulates in a closed delay loop and is sampled with the use of a high frequency clock. This method is innovative in the kind of application and it has not been implemented in an integrated circuit so far. In order to achieve both high resolution and high measurement uncertainty the four-phase sampling clock has been used. Such solution allows for fourfold reduction in a number of cycles in the loop and consequently to diminish the measurement error significantly. The four-phase clock has been generated with an embedded PLL functional block. An issue of fundamental importance for the successful implementation of the converter was the use of two short pulses as a representation of the begin and the end of a measured time interval instead of a single long-width pulse. In this way an unpredictable shrinking or stretching of a measured time interval by elements of the delay loop that have different propagation times for rising and falling edges has been avoided. The measurement as well as calculation and processing of obtained results are controlled with the use of dedicated user interface worked out in C++.

2

Scalony konwerter czas-liczba z użyciem metody licznikowej i zegara wielofazowego

Szplet R., Gołaszewski M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2008

|

R. 54, nr 8

591-593

PL

W artykule przedstawione są projekt i wyniki badań konwertera czas-liczba o rozdzielczości 78 ps i niepewności pomiarowej poniżej 100 ps. Pomiar czasu realizowany jest z użyciem 32 liczników zliczających okresy szesnastofazowego zegara o częstotliwości 400 MHz. Ponieważ aktywne są obydwa zbocza zegara jest on równoważny pojedynczemu sygnałowi zegarowemu o częstotliwości 12.8 GHz, co umożliwia osiągnięcie średniej rozdzielczości ok. 78 ps przy interpolacji jednostopniowej. Budowa opisanego konwertera czasliczba pozwala na łatwe rozszerzanie zakresu pomiarowego, wynoszącego 164 žs, poprzez zwiększanie pojemności użytych liczników dwójkowych. Sterowanie procesem pomiarowym oraz wyznaczanie i przetwarzanie wyników pomiarów odbywa się z użyciem dwóch procesorów programowych NIOS II zintegrowanych z konwerterem w układzie programowalnym Stratix II firmy Altera.

EN

This paper describes design and test results of the time-to-digital converter with 78 ps resolution and accuracy below 100 ps. The time interval measurement is performed with the use of 32 binary counters counting periods of 16-phase clock of the 400 MHz frequency. Since both edges of the clock are active it is an equivalent of a single clock signal of 12.8 GHz frequency, which provides a mean resolution of about 78 ps in a single interpolation stage. The structure of the converter allows to extend its measurement range (164 žs) easily by increasing the capacity of used binary counters. The measurement as well as calculation and processing of obtained results are controlled by two soft-core processors NIOS II implemented together with the converter in a single programmable device from family Stratix II (Altera).

3

Zastosowanie interpolacyjnej metody pomiaru odcinka czasu do precyzyjnego pomiaru częstotliwości

Jachna Z., Szplet R., Różyc K., Klepacki K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 2

277-288

PL

Przedstawiono problemy projektowe dotyczące implementacji odwrotnościowej metody pomiaru częstotliwości w układzie FPGA. Analizowane są sposoby osiągania wysokiej dokładności przy relatywnie krótkim czasie trwania pomiaru, minimalizacji wartości czasu martwego, maksymalizacji częstotliwości powtarzania pomiarów oraz efektywnym szacowaniu miar statystycznych. Zaprezentowano wyniki badań karty pomiarowej z układem programowalnym Spartan3 (Xilinx), w którym zintegrowane zostały kompletny licznik czasu, pamięć FIFO i układ sterujący.

EN

This paper describes the design problems concerning implementation of the reciprocal method of a frequency measurement in an FPGA device. The following problems are examined: ways of reaching the high accuracy with a relatively short measurement time, minimization of the dead time, maximization of the frequency of measurement repetition, and effective calculation of statistics. Test results of a computer card for frequency measurement are presented. The card is equipped with the precise time counter integrated together with FIFO memory and a control system in the Spartan3 device (Xilinx).

4

Precyzyjny konwerter czasowo-cyfrowy wykorzystujący metodę skracania impulsu zrealizowany w układzie FPGA

Szplet R., Klepacki K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2007

|

R. 53, nr 7

21-23

PL

W artykule przedstawione są projekt i wyniki badań konwertera czas-liczba o rozdzielczości 75 ps i zakresie pomiarowym 5.5 ns. Konwerter został zrealizowany w układzie programowalnym Spartan3 firmy Xilinx. Do konwersji czasowo-cyfrowej zastosowano metodę skracania impulsu. W konwerterze wykorzystano cyfrowy detektor zboczy impulsu, który umożliwia kontrolowanie wartości rozdzielczości i uniezależnia mierzony czas trwania impulsu od niekorzystnego wpływu linii transmisyjnych i programowalnych matryc połączeniowych.

EN

This paper describes design and test results of the time-to-digital converter with 75 ps resolution and 5.5 ns measurement range. The converter is implemented in a single programmable device from family Spartan3 (Xilinx). The pulse-shrinking method is used for time-to-digital conversion. Digital pulse-edges detector is applied to control of the conversion resolution and to do measured width time of pulse independent from disadvantageous influence of transmission lines and programmable switch matrixes.

5

Scalony licznik czasu o rozdzielczości 50 ps w reprogramowalnym układzie FPGA

Szplet R., Jachna Z., Kalisz J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 9

41-45

PL

Opisano budowę, zasadę działania oraz wyniki badań scalonego licznika czasu o rozdzielczości 50 ps i niepewności pomiarowej poniżej 60 ps. Do pomiaru odcinka czasu użyto metodę interpolacji dwustopniowej. W pierwszym stopniu interpolacji wykorzystano zegar wielofazowy, a w drugim cyfrowe linie opóźniające. Licznik czasu został wykonany w reprogramowalnym układzie FPGA (Field Programmable Gate Array). Artykuł zawiera również opis oprogramowania diagnostycznego umożliwiającego kalibrację licznika, wykonywanie pomiarów oraz gromadzenie, przetwarzanie i zobrazowanie wyników pomiarów.

EN

This paper describes the design, operation and test results of an integrated time counter with a 50 ps resolution and the standard measurement uncertainty below 60 ps. The time interval is measured with the use of the two-stage interpolation method. A multiphase clock and digital delay lines are used in the first and second stages of interpolation, respectively. Time counter is implemented in a single reprogrammable FPGA (Field Programmable Gate Array) device. Additionally, we describe the control/diagnostic software that allows calibration of the counter, measurement control as well as, processing and displaying of measurement data.